masterThesis
Aprendizagem motivada através de aulas experimentais: uma proposta ao ensino de física utilizando a propagação do calor por condução em um fio de cobre linear.
Author
SILVA, José Cícero Dias da
Institutions
Abstract
Este trabalho trata dos conceitos fundamentais sobre a propagação do calor em uma dimensão de forma experimental em corpos sólidos. Visando o ensino de física para estudantes do ensino médio, foram realizadas considerações importantes sobre a propagação do calor por condução, enfatizando o comportamento da temperatura ao longo do tempo. A parte experimental foi realizada diversas vezes no laboratório de Física da Universidade Federal de Pernambuco – UFPE Centro Acadêmico do Agreste – CAA para ajustes e posteriormente ser aplicado em sala de aula. O experimento foi aplicado em duas escolas distintas, localizadas em Garanhuns – PE, Escola de Referência Virgem do Socorro e a Escola de Aplicação da Universidade de Pernambuco, Professora Ivonita Alves Guerra. Explorando os dados e analisando o comportamento gráfico, procura-se mostrar aos educandos o estado final do sistema quando a temperatura atinge o equilíbrio térmico, ou seja, quando o fluxo de calor propagado ao longo do fio torna-se constante. Para realização desse experimento foram escolhidos seis estudantes em cada uma das três turmas para participarem da aula experimental e discursão do assunto abordado. Verifica-se que as aulas experimentais têm um papel importante antes da apresentação da teoria, ambas formando um conjunto adequado para dar significado ao aprendizado no estudo de certo fenômeno. De maneira geral, esse trabalho também pode ser aplicado para estudantes de graduação em física com o intuito de explorar conceitos matemático mais avançados em relação ao ensino médio, como as equações diferencias e séries de Fourier. Testes preliminares foram realizados com estudantes do curso de Física- Licenciatura do Centro Acadêmico do Agreste da UFPE matriculados na disciplina Fundamentos de Física III, onde os conceitos de termodinâmica são introduzidos pela primeira vez. A montagem experimental do produto educacional é detalhada no anexo PRODUTO EDUCACIONAL de modo que qualquer profissional da educação, mesmo de outras áreas pode utilizar. CAPES This dissertation concerns the fundamental concepts related to the propagation of heat in one dimensional solid bodies from an experimental point of view. Aiming at teaching physics to high school students, important considerations were made about the propagation of heat by conduction emphasizing the behavior of temperature over time. The experimental part was performed several times in the Physics Laboratory of the Federal University of Pernambuco - UFPE Agreste Academic Center - CAA for adjustments to be applied later in the classroom. The experiment was applied in two distinct schools, located in Garanhuns - PE, Virgem do Socorro Reference School and the University of Pernambuco School of Application, Professor Ivonita Alves Guerra. Exploring the data and analyzing the graphical behavior, it is shown to the students the final state of the system when the temperature reaches the steady state, that is to say, when the heat flow propagating along the wire becomes constant. For the accomplishment of this experiment six students were chosen from three groups to participate in the experimental classes and discurssions on the subject addressed. It is verified that the experimental classes have an important role before presenting the theory, both forming an adequate set to give meaning to the learning in the study of certain phenomenon. In general, this work can also be applied to undergraduate students in physics with the purpose of exploring advanced mathematical concepts in relation to high school, such as the Fourier series and differential equations, since the fundamental basis of the problem is the diffusion equation of heat. Tanking this fact into consideration, several preliminary tests vhere performated with undergraduate Phisics Eduation students from the CAA – UFPE before the actual application into the high schools. These students were enrolled in the basic course of physics where thermodynamics concepts are aborded by the first time. The detailed experimental setup of an educational product, where any professional of education even from other areas can use is presented at EDUCATIONAL PRODUCT attachment.